NO320173B1 - Fremgangsmate og anordning for a regulere en fluidstrom mellom et bronnrors utside og innside - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å REGULERE EN FLUIDSTRØM MELLOM ET BRØNNRØRS UTSIDE OG INNSIDE

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å regulere en fluidstrøm mellom et brannrørs utside og innside. Nærmere be-stemt dreier det seg om en fremgangsmåte hvor en temperaturstyrt ventil som er anordnet mellom et brønnrørs innside og utside påvirkes av temperaturen i et fluid ved ventilen. Fremgangsmåten er særlig velegnet for anvendelse ved dampin-jeksjon i et reservoar og hvor det er ønskelig å forhindre at damp og eventuelt uønskede hydrokarboner skal kunne strømme inn i brønnrøret. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Med brønnrør menes i denne sammenheng enhver form for hul-legeme som anvendes for å hente ut brønnfluid fra et reservoar eller for å injisere fluid til reservoaret.

Det er kjent å anvende vanndamp, nedenfor betegnet damp, for oppvarming av brønnfluid i reservoar hvor brønnfluidet har en relativt høy viskositet. Hensikten med en slik damptilførsel er å redusere viskositeten og dermed øke produksjonsraten fra reservoaret.

Ifølge kjent teknikk ledes damp ned i reservoaret i en injek-sjonsbrønn gjennom et rørløp og kan fordeles ut fra rørløpet via tilordnede fordelingsanordninger så som dyser.

Fra fordelingsanordningene er det hensikten at dampen skal fordele seg i hovedsak jevnt i reservoaret og varme opp brønnfluidet slik at det lettere kan strømme til et brønnrør (produksjonsbrønn) som befinner seg i reservoaret.

Det har imidlertid vist seg vanskelig å oppnå en jevn for-deling av dampstrømmen gjennom i reservoaret. Typisk vil det etter en tid danne seg områder hvor dampen strømmer relativt uhindret fra rørløpet og inn i produksjonsbrønnen. En slik strøm av damp er uønsket fordi verdifull damp tapes.

Det er kjent å anordne innstrømningregulerende ventiler i en produksjonsbrønn. GB patentsøknad 2371578 omhandler således en strømningsregulerende ventil som er innrettet til å kunne styres ved hjelp av et elektrisk signal eller ved hjelp av temperaturen i brønnen. Denne ventil er imidlertid ikke innrettet til å kunne regulere strømningen ved hjelp av ulike brønnfluidtemperaturer.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Et brønnrør, typisk et produksjonsrør, som er forsynt med et antall temperaturstyrte ventiler, nedenfor betegnet ventil, langs sin i reservoaret seg befinnende lengdeutstrekning, anbringes i en produksjonsbrønn. Ventilene er innrettet til å kunne åpne og stenge for en fluidstrøm mellom produksjonsrø-rets utside og innside.

I et ringrom som er avgrenset av produksjonsrøret og brann-veggen, alternativt av produksjonsrøret og brønnens forings-rør eller sandskjerm, anbringes det et antall ringromspakninger. Ringromspakningene, som er innrettet til tettende å avdele ringrommet i ringromseksjoner, er fordelt langs pro-duks jonsrøret slik at i det minste én ventil befinner seg i hver ringromseksjon.

Så lenge oppvarmet brønnfluid strømmer inn gjennom ventilen fra det tilstøtende ringrom og inn i produksjonsrøret, for-blir ventilen åpen.

Når damp eller hydrokarboner ved høy temperatur strømmer inn i det aktuelle ringrom, vil ventilen stenge for strømningen.

Det forhindres derved at damp i nevneverdig grad kan strømme inn i produksjonsrøret. Den tilgjengelige damp kan derfor anvendes til oppvarming av brønnfluid som strømmer inn i pro-duks jonsrøret via andre av brønnens seksjoner.

I en foretrukket relativt enkel utførelsesform av ventilen er produksjonsrøret forsynt med en gjennomgående åpning i rør-veggen. En sleide forskyves mellom en åpen stilling hvor sleiden ikke dekker den gjennomgående åpning, og en lukket stilling hvor sleiden dekker åpningen.

Sleiden kan anbringes i produksjonsrørets rørløp eller utven-dig om produksjonsrøret og styres av et relativt langstrakt legeme hvor det langstrakte legemet har en utvidelseskoeffisient som er ulik produksjonsløpets utvidelseskoeffisient. Ventilens virkemåte forklares nærmere i søknadens spesielle del.

Ventilen kan om ønskelig utgjøre en separat del som er tilkoplet produksjonsrøret. Om ønskelig kan ventilen overstyres ved hjelp av et elektrisk varmeelement ved det langstrakte legemet.

Temperaturstyrte ventiler ifølge kjent teknikk kan om ønskelig anvendes for det nevnte formål.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen er også velegnet til å stenge for innstrømmende gass som grunnet trykkfall får en temperaturreduksjon; til å stenge for inji-sert vann som er noe kaldere enn formasjonsfluider, og til å justere innstrømningen av injeksjonsvann i en vanninjektor ved å strupe det relativt kalde injeksjonsvann ved hjelp av en avføling på brønnrørets utside.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og utførelsesform som er anskue-liggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 skjematisk viser en brønnformasjon hvor det er ført inn et rørløp for tilførsel av damp, og hvor et produksjons-rør er forsynt med et antall temperaturstyrte ventiler, idet ringrommet mellom produksjonsrøret og brønnveggen er avdelt ved hjelp av ringromspakninger; og Fig. 2 viser i snitt en åpen temperaturstyrt ventil i større målestokk; og Fig. 3 viser i snitt den temperaturstyrte ventil i fig. 2 i lukket stilling.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et reservoar i grunnen hvor det befinner seg et relativt viskøst brønnfluid.

Et rørløp 2 for tilførsel av damp til reservoaret 1 er ført ned i reservoaret 1. En produksjonsbrønn 4 er også anordnet i

reservoaret 1.

Et brønnrør 6 (produksjonsrør) som er omkranset av et antall langs produksjonsrørets 6 lengde fordelte ringromspakninger 8, er anbrakt i produksjonsbrønnen 4.

Ringromspakningene 8 avdeler et ringrom mellom produksjons-brønnens 4 vegg og brønnrøret 6 i seksjoner hvorav en første, en andre og en tredje seksjon merket henholdsvis 10, 12 og 14 er vist i fig. 1.

Ved hver av seksjonene 10, 12, 14 er brønnrøret 6 tildelt gjennomgående åpninger 16 hvorigjennom fluid fra reservoaret 1 kan strømme inn i brønnrøret 6.

Hver av åpningene 16 er forsynt med en temperaturstyrt ventil 18 som er innrettet til å kunne åpne og stenge for en fluid-strøm mellom brønnrørets 6 utside og dets rørløp.

Ventilen 18, se fig. 2, omfatter den i brønnrørets 6 rørvegg gjennomgående åpning 16. En sleide 22 er tettende forskyvbart anordnet ved den gjennomgående åpning 16. Sleiden 22 er innrettet til å kunne forskyves mellom en åpen stilling hvor sleiden 22 ikke dekker den gjennomgående åpning 16, og en lukket stilling hvor sleiden 22 dekker åpningen 16.

Sleiden 22 er tilkoplet det ene endeparti av et relativt langstrakt legeme 24 som i sitt motstående endeparti er koplet til brønnrøret 6. Det langstrakte legemets 24 materiale har en lengdeutvidelseskoeffisient som er større enn brønn-rørmaterialets lengdeutvidelseskoeffesient. Ved økende temperatur forlenges det langstrakte legeme 24 mer enn brønnrøret 6, hvorved sleiden 22 forskyves i retning av sin lukkende stilling over åpningen 16.

En kapsling 26 omkranser det langstrakte legemet 24 og er innrettet til å kunne styre fluidstrømmen fra den korresponderende

åpning 16 mot det langstrakte legemet 24 og derved forhindre at det langstrakte legemet 24 i vesentlig grad påvirkes av temperaturen fra det øvrige fluid som strømmer i produksjons-røret 4.

Damp som ledes fra rørløpet 2 og inn i reservoaret 1 konden-serer etter at det har strømmet en distanse inn i reservoar-formasjonen. Den stiplede linje 28 i fig. 1 indikerer hvor i reservoaret 1 dampen kondenseres.

Damp strømmer gjennom reservoaret og inn i den tredje seksjon 14 hvorifra dampen strømmer videre inn i brønnrøret 6. Den til den tredje seksjon 14 korresponderende temperaturstyrte ventil 18 er i ferd med å stenge av fluidstrømmen fra den tredje seksjon 14 og inn i brønnrøret 6.

Fluidstrømmen fra de øvrige seksjoner 10 og 12 er i hovedsak upåvirket av dampgjennombruddet inn i den tredje seksjon 14.

Ringromspakninger 8 av kjent art kan anvendes. Det har vist seg fordelaktig å anvende en svellbar ringromspakning 8 hvor ringromspakningens 8 materiale bringes til å svelle når det kommer i kontakt med for eksempel hydrokarboner.

I alternative ikke viste utførelsesformer kan de temperaturstyrte ventiler 18 utgjøres av elektrisk oppvarmede ventiler ifølge i og for seg kjent teknikk.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å regulere en fluidstrøm i et reservoar (1) mellom et brannrørs (6) utside og innside hvor fluidstrømmen har en temperatur som er ulik reservoarets (1) temperatur, karakterisert ved at en temperaturstyrt ventil (18) som er innrettet til å kunne regulere en fluidstrøm mellom brønnrørets (6) utside og innside, reguleres ved temperaturendringer i den nevnte temperaturstyrte ventil (18) eller brønnrør (6).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at minst én ringromspakning (8) anbringes i et ringrom som avgrenses av brønnrøret (6) og en produksjonsbrønn (4) hvor brønnrøret (6) er anordnet, eventuelt produksjonsbrønnens (4) foring eller sandskjerm.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at to ringromspakninger (8) avgrenser en seksjon (10, 12, 14) hvor det anordnes minst én tempera-turs tyr t ventil (18).

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 hvor damp bringes til å strømme inn i reservoaret (1) og i retning av brønnrø-ret (6), karakterisert ved at den temperaturstyrte ventil (18) som er innrettet til å kunne regulere en fluidstrøm mellom brønnrørets (6) utside og innside, stenges ved temperaturendringer i den nevnte temperaturstyrte ventil (18) eller brønnrør (6).

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at den temperaturstyrte ventil (18) overstyres ved hjelp av et elektrisk varmeelement.

6. Anordning for å regulere en fluidstrøm i et reservoar (1) mellom et brønnrørs (6) utside og innside hvor brønnrøret (6), som i sin rørvegg er forsynt med minst én gjennomgående åpning (16), er anbrakt i en produksjonsbrønn (4) i reservoaret (1), karakterisert ved at åpningen (16) er forsynt med en korresponderende temperaturstyrt ventil (18), idet ventilen (18) er innrettet til å kunne styres av temperaturen i det fluid som strømmer gjennom den korresponderende åpning (16).

7. Anordning i henhold til krav 6, karakterisert ved at minst én ringromspakning (8) er anbrakt i et ringrom som avgrenses av brønnrøret (6), eller et annet tilsvarende legeme, og produksjonsbrønnens (4) vegg, eventuelt produksjonsbrønnens (4) foring eller sandskjerm.

8. Anordning i henhold til krav 7, karakterisert ved at to ringromspakninger (8) avgrenser en seksjon (10, 12, 14) hvor det er anordnet minst én temperaturstyrt ventil (18).

9. Anordning i henhold til krav 6 hvor den temperaturstyrte ventil omfatter en mot den gjennomgående åpning (16) tettende forskyvbar sleide (22), karakterisert ved at sleiden (22) er koplet til det ene endeparti av et langstrakt legeme (24) og hvor det langstrakte legemets (24) motstående endeparti er forbundet til brønnrøret (6), idet det langstrakte legemets (24) lengdeutvidelseskoeffesient er ulik produksjonsrørets (6) lengdeutvidelseskoeffesient.

10. Anordning i henhold til krav 9, karakterisert ved at det langstrakte legemet omkranses av en kapsling (26) hvor kapslingen (26) er innrettet til å kunne lede fluid som strømmer gjennom den korresponderende gjennomgående åpning (16) til det langstrakte legemet (24) .